1

Лабораторная работа № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА

НА РАБОЧИХ МЕСТАХ, ДИСПЕРСНОСТИ ПЫЛИ

И МОРФОЛОГИИ ЧАСТИЦ

Цель работы: ознакомиться с общими характеристиками пылей, воздей-

ствием их на организм человека, пожароопасными свойствами пылей, оборудо-

ванием и приборами для изучения пыли, нормативными документами по нор-

мированию пыли; научиться определять фактическую концентрацию пыли в

воздухе, дисперсность частиц и их морфологию.

Приборы и оборудование: установка для исследования запыленности воз-

духа, аналитические весы, микроскоп, фильтры типа АФА или ФПП.

1. Общие положения

Промышленные пыли (аэрозоли) – это тонкодисперсные частицы, обра-

зующиеся при различных производственных процессах и способные длитель-

ное время находиться в воздухе во взвешенном состоянии.

Промышленную пыль классифицируют по различным признакам: происхож-

дению, составу, действию на организм человека, степени дисперсности, химиче-

скому составу, электрическим и магнитным свойствам, пожаро- и взрывоопасно-

сти и т. д.

По происхождению аэрозоли подразделяются на пыли дезинтеграции и пы-

ли конденсации. Пыли дезинтеграции образуются при дроблении, измельче-

нии, помоле, резании и других механических процессах. Они характеризуются

полидисперсностью, а частицы пыли имеют неправильную форму. Пыли кон-

денсации образуются в результате охлаждения и конденсации паров расплав-

ленных масс (металлов, стекломассы, расплавов солей, насыщенных растворов

и т. п.). В этом случае образующиеся частицы пыли имеют округлую, оваль-

ную, более правильную форму, они характеризуются высокой дисперсностью.

По составу пыль подразделяют на органическую, неорганическую и сме-

шанную.

– органическая пыль:

а) растительная (древесная, хлопковая и др.);

б) животная (шерстяная, костная и др.);

в) искусственная (пыль пластмасс, резины);

– неорганическая пыль:

а) минеральная (кварцевая, силикатная и др.);

б) металлическая (железная, алюминиевая и др.).

– смешанная пыль (пыль, образующаяся при шлифовке металла, при за-

чистке литья и др.).

По размеру мелкодисперсные частицы разделяют на три основные группы:

1) частицы с размером более 10 мкм, оседающие в неподвижном воздухе с

возрастающей скоростью, недиффундирующие;

2

2) частицы с размером от 0,1 до 10 мкм, оседающие в воздухе с постоянной

скоростью, условно называемые «туманом»;

3) частицы с размером менее 0,1 мкм, находящиеся в постоянном броунов-

ском движении и энергично диффундирующие. Пыль такой крупности почти не

оседает и по своим свойствам приближается к молекулам газа.

Характер биологического действия пыли обусловливается главным обра-

зом дисперсностью пылевых частиц. С этим фактором связана как длитель-

ность пребывания взвешенной пылевой частицы в воздушной среде, так и глу-

бина ее проникновения в дыхательные пути. Однако при оценке влияния пыли

на организм определенное значение имеют и ее физико-химическая активность,

электрозаряд и другие свойства.

Известно, что частицы пыли с диаметром более 10 мкм практически не со-

держатся во взвешенном состоянии в неподвижном воздухе, поскольку ско-

рость их оседания достаточно велика (например, для кварцевой частицы она

составляет порядка 8 мм/с). Кроме того, такая пыль практически не проникает

глубоко в органы дыхания. Она задерживается в основном в верхних дыхатель-

ных путях.

Частицы размером около 6 мкм способны проникать глубже в легкие, но

они оседают главным образом в верхних бронхах. Значительная часть задер-

жанной пыли при этом удаляется из органов дыхания при чихании и кашле.

Частицы размером менее 0,1–0,2 мкм наиболее долго могут существовать в

виде аэрозоля, а, кроме того, при вдыхании запыленного воздуха проникают в

самые малые по размеру бронхи легких. Тем не менее, установлено, что такая

пыль мало патогенна. Связано это с тем, что частицы такого размера подверже-

ны броуновскому движению, плохо оседают на внутренних поверхностях брон-

хов и вновь удаляются из легких при выдохе.

Наибольшую опасность для человека представляют пыли дезинтеграции с

размером пылинок до 5 мкм (особенно фракция 1–2 мкм) и пыли конденсации с

частицами менее 0,3–0,4 мкм, наиболее глубоко проникающие и задерживаю-

щиеся в легких.

В соответствии с современными представлениями форма и консистенция

частиц решающего значения на возникновение патологических изменений в ор-

ганизме не оказывают. Однако доказано, что с гигиенической точки зрения

весьма важными характеристиками пылей являются:

– электрические свойства пыли. Имеются данные, указывающие на то,

что процент задержки в дыхательных путях электрически заряженных пылинок

в 2–3 раза больше, чем нейтральных. Знак заряда не является решающим фак-

тором в оценке токсикологии пыли;

– химический состав пыли влияет на ее биологическую активность. Раз-

личают четыре вида биологического воздействия пыли:

фиброгенное воздействие, т. е. свойство пыли вызывать фиброз – разрас-

тание соединительной ткани (рубцовой ткани), которая не обладает свойством

обеспечивать диффузий газов из легких в кровеносные сосуды; фиброгенность

пыли зависит главным образом от содержания в ней свободной двуокиси крем-

ния;

3

аллергенное воздействие, т. е. свойство пыли вызывать у человека повы-

шенную чувствительность к повторному воздействию пыли (например, пыль

канифоли, хлопка, соломы, сосны, шерсти и т. д.);

токсическое воздействие, т. е. способность некоторых видов пыли (в ос-

новном металлов) всасываться в кровь, вызывая общее отравление организма;

раздражающее действие – свойство пыли некоторых веществ вызывать

раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, которое сопровождается

чиханием, кашлем, местными воспалительными процессами;

К раздражающим пылям относятся:

а) минеральная – песочно-кварцевая, корундовая пыль, образующаяся,

например, при заточных и шлифовальных процессах на станках с абразивными

кругами; пыль, образующаяся при различных технологических операциях (раз-

моле, просеивании, смешивании, транспортировке и т. п.);

б) металлическая – чугунная, железная, медная, алюминиевая, цинковая и

другие, образующиеся при разных видах механической обработки металлов;

в) древесная, образующаяся при обработке древесины;

г) полимерная, возникающая на различных стадиях технологических про-

цессов переработки полимеров (полиэтиленовая, полистирольная, фенолфор-

мальдегидная и т. д.).

– растворимость пыли в воде и тканевых жидкостях может иметь поло-

жительное и отрицательное значение. Если пыль нетоксична и действие ее на

ткань сводится к механическому воздействию, хорошая растворимость такой

пыли относится к благоприятным факторам, способствующим быстрому удале-

нию ее из легких. В случае токсичной пыли хорошая растворимость является

отрицательным фактором.

Не вся пыль, попадающая в дыхательные пути, достигает легких: часть ее

задерживается в верхних дыхательных путях, в первую очередь, в полости носа.

Волоски слизистой оболочки носа, извилистые ходы, липкая слизь, покрываю-

щая внутреннюю поверхность дыхательных путей, мерцательный эпителий

слизистой носа являются отличными механизмами, задерживающими пылевые

частицы.

Значительная часть (в среднем 50%) задержанной пыли выделяется при чи-

хании и кашле.

В легких происходит процесс фагоцитоза пылевых частиц. Фагоцитоз яв-

ляется защитной функцией организма и способствует очищению легких от пы-

ли за счет захвата частиц пыли белыми кровяными тельцами (фагоцитами) и

выведения их по лимфатическим узлам.

Однако при систематическом воздействии большого количества пыли этих

защитных реакций организма становится недостаточно и в организме развива-

ются патологические изменения.

Пылевая патология является в основном легочной патологией и известна в

виде профессионального заболевания – пневмокониоза. Однако воздействие

промышленной пыли может способствовать также более частому проявлению и

более тяжелому течению ряда неспецифических легочных заболеваний.

Пневмокониоз имеет ряд разновидностей, носящих название соответствен-

4

но вдыхаемой пыли: силикоз – при вдыхании кварцевой пыли, антракоз –

угольной, асбестоз – асбестовой, сидероз – железной, амилоз – мучной и

крахмальной пыли и т. д.

Наиболее фиброгенным является кристаллический кремний, менее активен

аморфный, но в виде аэрозолей конденсации двуокиси кремния он не менее

фиброгенен, чем кристаллический. Поэтому силикоз является наиболее опасной

формой пневмокониоза.

Силикоз характеризуется тяжелыми склеротическими изменениями в орга-

нах дыхания. Одновременно значительные нарушения происходят в нервной,

сердечно-сосудистой и лимфатической системах, в желудочно-кишечном трак-

те. Следовательно, силикоз является заболеванием всего организма.

В процессе протекания силикоза различают три стадии.

Начальная стадия характеризуется неясно выраженной клинической кар-

тиной. Человек жалуется на одышку при физических нагрузках, сухой кашель.

Установить начало заболевания можно, проведя рентген легких. На рентгено-

грамме видно усиление легочного рисунка, у корня легкого появляются не-

большие склеротические узелки диаметром менее 1 мм, наблюдаются участки

затемнения легких, поскольку в лимфатических сосудах скапливаются фагоци-

ты вместе с захваченными ими пылевыми частицами.

На второй стадии заболевания у человека появляется одышка даже при

ходьбе. На рентгенограмме легких видны затемнения легких в виде отчетливо

проявляющихся склеротических узелков.

На третьей стадии заболевания наблюдается резкая одышка, свидетель-

ствующая о значительной затрудненности работы сердца вследствие развития

изменений в легких, наступают признаки недостаточности сердечно-

сосудистой системы. Альвеолы легких теряют свои защитные свойства против

туберкулезных палочек, поэтому на третьей стадии заболевания пневмоконио-

зом часты осложнения в виде туберкулеза легких. В результате в легких обра-

зуются каверны, которые являются причиной кровохарканья. На рентгенограм-

ме легких отчетливо видны крупные узелки рубцовой ткани, каверны. Эта ста-

дия заболевания практически не поддается лечению.

Если пыль не содержит окиси кремния и нетоксична, то в результате ее

вдыхания происходит механическое забивание легких пылевыми частицами.

При таких формах пневмокониоза болезнь протекает в более легких формах и

со временем, если человек больше не подвергается воздействию пыли, легкие

самоочищаются.

По этой причине нормируются различные предельно допустимые концен-

трации (ПДК) пылей в рабочей зоне в зависимости от содержания в них

кремнезема. Все пыли по этому признаку делятся на три группы.

1. Пыли с содержанием кремнезема свыше 70% (кварцит, кристобалит и

др.) имеют ПДК 1 мг/м3.

2. Пыли с содержанием кремнезема от 10 до 70% (гранитная, шамотная, уг-

лепородная и др.) должны иметь концентрацию в воздухе рабочей зоны не бо-

лее 2 мг/м3.

3. Пыли с содержанием кремнезема от 2 до 10% (горючие сланцы, глина и

5

др.) имеют ПДК 4 мг/м3.

Производственная пыль наряду со специфичным заболеванием – пневмо-

кониозом может вызывать у человека ряд неспецифичных болезней дыхатель-

ных путей и других органов, например заболевания глаз (конъюнктивит), кожи

(асбестовые бородавки, фурункулез, угреватость и т. д.), верхних дыхательных

путей (катар верхних дыхательных путей, туберкулез легких, пневмония и

т. д.).

Пыль способна адсорбировать из воздуха некоторые ядовитые вещества,

поэтому сама может оказаться ядовитой. Например, угольная пыль и сажа мо-

гут адсорбировать оксид углерода, пары толуола, бензола, бензпирен и др.

Профессиональные отравления и заболевания обычно наблюдаются только

при определенной концентрации токсичного вещества в воздухе.

Концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, которая при

ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой про-

должительности, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не

может вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаружи-

ваемых современными методами исследования в процессе работы или в отда-

ленные сроки жизни настоящего и последующих поколений, называется пре-

дельно допустимой концентрацией.

Рабочая зона – это пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем

пола или площадки, на которых находятся места постоянного или непостоянно-

го (временного) пребывания работающих.

ПДК пыли в воздухе рабочих помещений устанавливаются на основании

специальных исследований и результатов профессиональных осмотров рабочих

и утверждаются органами здравоохранения. Величины ПДК приведены в Сани-

тарных нормах, правилах и гигиенических нормативах «Перечень регламенти-

руемых в воздухе рабочей зоны вредных веществ», утвержденных Постановле-

нием Министерства здравоохранения от 31.12.2008 г. № 240.

Для населенных мест предельно допустимые концентрации вредных ве-

ществ в атмосферном воздухе примерно от 10 до 100 раз ниже, чем ПДК в воз-

духе производственных помещений, где человек находится ограниченное вре-

мя.

Предельно допустимые концентрации пыли некоторых веществ приведены

в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Предельно допустимые концентрации пыли

Наименование вещества Величина

ПДК, мг/м3

1 2

Абразивный порошок из медеплавильного шлака 10

Алюминий и его сплавы (в пересчете на алюминий) 2

Алюминия оксид в виде аэрозоля дезинтеграции (глинозем, электрокорунд, мо-

нокорунд) 6

Аскорбиновая кислота 2

Вольфрам 6

6

Окончание табл. 6.1

1 2

Доломит 6

Железо 10

Зола 4

Известняк 6

Калий нитрат 5

Карбид 10

Керамика 2

Крахмал 10

Магний оксид 4

Медь, молибден 0,5

Органическая мучная пыль 0,2

Поликарбонат 10

Пыль доменного шлака 6

Пыли растительного и животного происхождения:

а) с примесью диоксида кремния от 2 до 10% 4

б) зерновая 4

в) лубяная, хлопчатобумажная хлопковая, льняная, шерстяная, пуховая и др.

(с примесью диоксида кремния более 10%) 2

г) древесная и др. (с примесью диоксида кремния менее 2%) 6

д) хлопковая мука (по белку) 0,5

Свинец и его неорганические соединения (по свинцу) 0,05

Силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты:

а) асбесты природные (хризотил, антофиллит, актинолит, тремолит, магнези-

арфведсонит) и синтетические асбесты, а также смешанные асбестопород-

ные пыли при содержании в них асбеста более 20% 0,5

б) асбестоцемент неокрашенный и цветной при содержании в нем диоксида

марганца не более 5%, оксида хрома не более 7%, оксида железа не более

10% 4

в) высокоглиноземистая огнеупорная глина, цемент, оливин, апатит, глина,

шамот каолиновый 8

г) пыль стекла и стеклянных строительных материалов 2

д) слюды (флагопит, мусковит), тальк, талькопородные пыли (природные

смеси талька с тремолитом, актинолитом, антофиллитом и др.), содержащие

до 10% свободного диоксида кремния 4

Табак 3

Углерода пыли:

а) коксы каменноугольные, пековые, нефтяные, сланцевые 6

б) другие ископаемые угли и углепородные пыли с содержанием свободного

диоксида кремния до 5% 10

Целлюлоза 2

Чугун в смеси с электрокорундом до 30% 6

В соответствии с нормами, предельно допустимое содержание аэрозолей в

воздухе рабочей зоны (в том числе и для смесей аэрозолей в сумме) не должно

превышать 10 мг/м3.

К мероприятиям по борьбе с загрязнением воздуха пылью и защите орга-

низма человека от ее воздействия относятся:

– рационализация технологических процессов, устраняющая образование

7

пыли, паров и газов или удаляющая вредные вещества из технологического

процесса;

– герметизация промышленного оборудования;

– улавливание и нейтрализация промышленных выбросов;

– устройство общеобменных и местных вентиляционных систем;

– санитарно-гигиеническое содержание производственных помещений и

выполнение работающими правил личной гигиены;

– использование индивидуальных средств защиты и ношение спецодежды;

– профессиональный отбор лиц для работы во вредных цехах и их перио-

дический медицинский осмотр;

– инструктаж и обучение работающих безопасным приемам труда.

При работе в сильно запыленных помещениях надлежит пользоваться ин-

дивидуальными средствами защиты: респираторами (маска со специальными

фильтрами); кислородно-изолирующими приборами; устройствами, подающи-

ми свежий воздух для вдыхания извне, а также противопыльными очками и

спецодеждой.

Кроме вредного действия на организм человека, пыль повышает износ обо-

рудования (главным образом трущихся частей), увеличивает брак продукции.

Взвешенные в воздухе пыли способны образовывать взрывоопасные смеси с

воздухом, а осевшие пыли могут гореть. По пожарной опасности пыли во много

раз превосходят материалы, из которых они получены. Это объясняется большей

удельной поверхностью пылей по сравнению с начальным материалом.

ГОСТ 12.1.041-83 ССБТ «Пожаровзрывобезопасность горючих пылей» да-

ет понятие горючей пыли, перечень показателей, характеризующих ее, и мето-

ды обеспечения пожаро- и взрывобезопасности оборудования и технологиче-

ских процессов при наличии в них горючих пылей.

Горючая пыль – это дисперсная система, состоящая из твердых частиц,

размером менее 850 мкм, находящихся во взвешенном или осевшем состоянии

в газовой среде, способная к самостоятельному горению в воздухе нормального

состава.

По горючести пыли подразделяются на три группы – негорючие, трудного-

рючие и горючие.

Горючие пыли, находящиеся во взвешенном состоянии в газовой среде, ха-

рактеризуются следующими показателями пожаровзрывоопасности:

– нижним концентрационным пределом распространения пламени (вос-

пламенения) (НКПРП, НКПВ);

– минимальной энергией зажигания (Wmin);

– максимальным давлением взрыва (Pmax);

– скоростью нарастания давления при взрыве Р ;

– минимальным взрывоопасным содержанием кислорода (МВСК).

Горючие пыли, находящиеся в осевшем состоянии в газовой среде, харак-

теризуются следующими показателями пожаровзрывоопасности:

– температурой воспламенения;

– температурой самовоспламенения (Тсв);

8

– температурой самовозгорания;

– температурой самонагревания;

– температурой тления;

– температурными условиями теплового самовозгорания;

– минимальной энергией зажигания (Wmin);

– способностью взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислоро-

дом воздуха и другими веществами.

Определения этих показателей смотрите в лабораторной работе № 4.

Взрываемость пыли зависит от ее крупности, концентрации в воздушной

среде, наличия кислорода в смеси, детонации взрыва и других факторов.

По степени взрываемости пыли делятся на три класса:

I класс – легковоспламеняющиеся пыли, в которых происходит быстрое

распространение пламени. Источник тепла для них может быть относительно

невелик (пламя зажженной спички);

II класс – легковоспламеняющиеся пыли, распространение пламени в ко-

торых требует высокотемпературного источника тепла или длительно действу-

ющего источника;

III класс – пыли, пламя которых в производственных условиях не распро-

страняется. Они малоспособны образовывать в воздухе облако или содержат

большое количество негорючих веществ. Горючие пыли становятся взрыво-

опасными, если нижний концентрационный предел их взрываемости не превы-

шает 65 мг/м3.

Показатели пожаровзрывоопасности некоторых горючих пылей, находя-

щихся во взвешенном состоянии, и температура самовоспламенения горючих

пылей в осевшем состоянии приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Показатели пожаровзрывоопасности пылей

Горючее вещество НКПВ,

г/м3

Wmin,

мДж

Тсв,

С

Pmax,

кПа

,

Р

кПа/с

МВСК,

% об.

Полимер метилметакрилата 30 20 – 590 14 000 8

Полимер акрилнитрила 25 20 – 630 77 330 13

Смола фенольная 25 10 460 550 12 000 –

Полистирол 25 15 488 720 29 000 10

Полипропилен 32,7 3,4 395 – – –

Полиэтилен 12 30 440 560 – 13

Витамин С 60 20 280 610 33 200 –

Витамин А 45 80 250 570 35 000 –

Алюминий 10 0,025 470 60 63 000 2

Древесная мука 13–25 20 255 770 17 000 17

Торфяная пыль 50 41 205 250 9 200 11

Крахмал зерновой 40 30 625 770 – 10

Мука пшеничная в/с 28,8 50 380 650 13 000 11

Декстрин 40 – 400 680 19 300 10

Резиновая мука 74–79 2 377 550 20 000 14

9

В связи с вышеизложенным, необходимо регулярно определять концентра-

цию пыли в воздухе производственных помещений.

Для определения запыленности воздуха необходимо вначале отобрать пробу

воздуха из рабочей зоны, а затем выделить из нее пыль для дальнейшего исследо-

вания.

Для отбора проб воздуха существует несколько методов:

аспирационный – основан на просасывании воздуха через пористые мате-

риалы (хлопчатобумажная вата, минеральная вата, шерсть, бумажные фильтры)

или жидкости (воду, масла). Однако чаще всего используют стандартные филь-

тры. Практически наибольшее распространение находят фильтры марок АФА-

ВП-20, АФА-ХП-20, АФА-ХА-20, АФА-ВП-10, ФПП, изготовленные из раз-

личных полимерных фильтрующих материалов;

седиментационный – основан на естественном оседании пыли на стеклян-

ные пластинки с последующим расчетом массы пыли на 1 м2 поверхности;

электростатический – заключается в создании поля высокого напряже-

ния, в котором пылевые частицы электризуются и притягиваются к электродам;

фотометрический – регистрируются пылевые частицы с помощью силь-

ного бокового света;

радиоизотопный – основан на определении массы задержанной фильтром

пыли по степени ослабления потока β-частиц, прошедших через фильтр до его

запыления и после.

В настоящей работе используется один из наиболее распространенных в

практике аспирационный метод отбора проб воздуха. Практически наибольшее

распространение находят фильтры марок АФА, ФПП, изготовленные из поли-

мерных фильтрующих материалов.

Запыленность воздуха характеризуется массой пыли, содержащейся в еди-

нице объема (мг/м3).

2. Экспериментальная часть

2.1. Описание установки для исследования запыленности воздуха

Установка состоит из пылевой камеры 8 и приборного отсека 1 (рис. 6.1).

Пылевая камера служит для имитации производственного помещения с за-

пыленным воздухом.

Поворотом ручки бункера-дозатора 9 исследуемая пыль вносится в пыле-

вую камеру, где распыляется с помощью вентилятора. На правой стенке камеры

установлен фонарь, который позволяет визуально определить наличие пыли в

камере. На передней стенке пылевой камеры имеется штуцер 11, служащий для

отбора проб воздуха. Отбор воздуха производится патроном, в который встав-

ляются аэрозольные фильтры АФА-В-10 или АФА-В-18, изготовленные из пер-

хлорвинилового фильтрующего материала (ткани Петрянова).

В приборном отсеке установлены аспиратор, позволяющий отбирать про-

бы воздуха с различной скоростью, и блок управления. В свою очередь, аспира-

тор состоит из воздуходувки и 4-х ротаметров 6 (отсчет скорости движения

воздуха производится по верхнему краю поплавков).

10

Рис. 6.1. Установка для исследования запыленности воздуха:

1 – приборный отсек; 2 – тумблеры; 3 – индикаторные лампы;

4 – пробоотборная трубка; 5 – штуцеры; 6 – ротаметры; 7 – вентили;

8 – пылевая камера; 9 – ручка бункера-дозатора; 10 – смотровое окно;

11 – пробоотборный штуцер

2.2. Порядок выполнения работы

2.2.1. Определение запыленности воздуха

1. Ознакомиться с установкой. Выяснить у преподавателя, какая пыль за-

гружена в камеру. Включить тумблер «Сеть».

2. Взвесить фильтр с точностью до 0,1 мг.

Для этого вставьте сетевой адаптер электронных весов в розетку. Нажмите

клавишу « 0/ТOn

». При этом на короткое время засветятся все сегменты дис-

плея, затем индикация веса «* 0.0 mg». Если необходимо обнулить весы, кратко

нажмите клавишу « 0/ТOn

».

Откройте шторку и поместите на платформу весов фильтр. На дисплее по-

явится масса фильтра. Если загорается индикатор «*», значит результат взве-

шивания стабилен. Извлеките фильтр и закройте шторку.

Чтобы выключить весы, удерживайте клавишу «Mode off» пока на дисплее

не появится индикация «OFF».

3. Вставить фильтр в патрон, не присоединяя к пылевой камере. Включить

тумблер «Аспиратор» и вращением ручки вентиля ротаметра 7, к которому

подсоединен патрон с фильтром, установить скорость прохождения воздуха

15 л/мин. Вентили трех других ротаметров должны быть закрыты. Отключить

тумблер аспиратора.

4. Подсоединить взвешенный фильтр к пылевой камере с помощью пробо-

отборной трубки 4.

5. Включить тумблер «Вентилятор», в результате чего в камере создается

запыленная среда.

11

6. Включить аспиратор на 5 мин по секундомеру и произвести отбор пробы

воздуха.

7. Установку отключить от электросети, для чего тумблеры поставить в по-

ложение «Выкл.».

8. Достать фильтр из патрона и взвесить его.

9. Запыленность воздуха определить из выражения

tV

ggС

1000)-( 12 , (6.1)

где g2 – масса фильтра с пробой, мг; g1 – масса чистого фильтра, мг; V – ско-

рость отбора пробы, л/мин; t – продолжительность отбора пробы, мин.

Результаты замеров заносятся в табл. 6.3.

Полученные результаты сопоставить с нормами «Перечень регламентируе-

мых в воздухе рабочей зоны вредных веществ» (табл. 6.1) и нижним концен-

трационным пределом воспламенения (если пыль горючая по табл. 6.2). Сде-

лать вывод.

Таблица 6.3

Результаты определения запыленности воздуха

Масса

фильтра, мг Продол-

житель-

ность от-

бора t,

мин

Показания

ротаметра

V, л/мин

Объем

воздуха,

м3

Концентрация пыли, мг/м3

началь

ная

ко-

неч-

ная

факти-

ческая ПДК

Нижний

предел

воспламе-

нения

2.2.2. Определение дисперсного состава пылей

Недостатком аспирационного, да и других существующих методов являет-

ся то, что они не могут дать полной гигиенической оценки пыли. Одно и то же

массовое содержание пыли может быть при наличии в воздухе как небольшого

количества крупных частиц, так и множества мелких. Однако поведение пыли в

воздухе и действие ее на организм в зависимости от дисперсности совершенно

различны.

Характер опасности пыли в зависимости от ее дисперсного состава пред-

ставлен на рис. 6.2.

Как видно из рис. 6.2, частицы пыли размером 10–12 мкм практически не

поступают в легкие и, следовательно, не представляют собой опасности. Мак-

симальная задержка пыли в легких наблюдается для размеров частиц 1–2 мкм.

Поэтому данные о массовом содержании пыли в воздухе должны быть до-

полнены определением ее дисперсности. Для характеристики дисперсности пыли

определяют процентное содержание частиц, имеющих размеры до 2 мкм, от 2 до

5 мкм, от 5 до 10 мкм и больше 10 мкм.

12

Рис. 6.2. Задержка пылевых частиц в легких в зависимости

от дисперсного состава пыли

Подготовка препаратов методом просветления заключается в следующем.

Фильтры АФА, использованные ранее для определения массового содержания

пыли в воздухе, укладывают фильтрующей поверхностью на предметное стекло

и препарат держат в течение нескольких минут над парами ацетона, подогрева-

емого на водяной бане, спиртовой или газовой горелке. Ткань фильтра расплав-

ляется, приобретая вид прозрачной пленки, в которой под микроскопом хорошо

видны фиксированные пылевые частицы.

Определение дисперсности методом микроскопии проводится с помощью

окулярного микрометра (рис. 6.3). Он представляет собой линейку, нанесенную

на стекле округлой формы, диаметр которого соответствует внутреннему диа-

метру трубки окуляра микроскопа.

Рис. 6.3. Измерение величины окулярной микрометрической линейки:

1 – окулярная микроскопическая линейка; 2 – объектив-микрометр

Перед определением размеров пылевых частиц предварительно определя-

ют цену деления линейки с помощью объектива-микрометра 2. Он представля-

ет собой закрепленный в металлической пластинке стеклянный круг, на по-

верхности которого нанесены линии с интервалом в 10 мкм (всего на расстоя-

нии 1 мм нанесено 100 линий). Объектив-микрометр помещают на оптический

столик микроскопа и находят указанные линии под малым увеличением,

центруют в поле зрения, после чего переводят под большое увеличение или

иммерсию. Далее извлекают окуляр микроскопа, снимают верхнюю крышку,

13

помещают в него окулярную микрометрическую линейку, закрывают крышку

окуляра и устанавливают его в микроскоп. После чего совмещают линии объек-

тива-микрометра с краем окулярной микрометрической линейки так, как это

показано на рис. 6.3, и высчитывают цену делений линейки.

Далее пылевой препарат устанавливают на столик микроскопа вместе с объ-

ективом-микрометром и производят измерения при тех оптических условиях, при

которых определена цена делений окулярного микрометра. Для этого подводят по

очереди каждую пылинку подряд без выбора под линейку, определяя размер у 25–

30 пылинок по наибольшему их диаметру. Результаты отмечают каким-либо зна-

ком в табл. 6.4.

Таблица 6.4

Результаты определения дисперсного состава пыли

Величина

пылинок, мкм До 2

От 2 до

5

От 5 до

10

Больше

10

Всего

пылинок

Средний

диаметр

Количество

пылинок

Процентное

содержание

100

Пользуясь графиком (рис. 6.2), определяют возможную задержку исследу-

емой пыли в легких человека.

2.2.3. Определение морфологии частиц пыли

Морфологические особенности частиц изучают методом обычной микроско-

пии на тех же препаратах, которые использовались для определения дисперсности

пыли. При этом описывают форму частиц (округлая, неправильная, игло- или

овальнообразная и т. д.), их процентное соотношение в пыли, характер поверхно-

сти, наличие волокнистых структур, конгломератов частиц, различных включений

и др. Морфологическая оценка позволяет сделать выводы об устойчивости аэро-

золя, вещественном составе пыли, их происхождении и возможном воздействии

на организм человека.

Контрольные вопросы

1. Что представляют собой промышленные пыли (аэрозоли)?

2. Как классифицируются промышленные пыли?

3. Какие характеристики пыли Вы знаете?

4. Как воздействуют пыли на организм человека и от каких факторов зави-

сит степень их воздействия?

5. Что такое ПДК пыли в воздухе рабочей зоны?

6. Какие мероприятия по борьбе с пылью можно предложить в общем слу-

чае и для конкретного производства (по специальности)?

7. Что такое горючая пыль? Ее виды.

8. Как подразделяются промышленные пыли по взрываемости?

14

9. Какие существуют методы отбора проб пыли из воздуха рабочей зоны?

10. Назовите показатели пожаровзрывоопасности пылей.

11. Что такое морфология частиц и каковы методы ее исследования?

Литература

1. Пожаровзрывобезопасность горючих пылей. Общие требования: ГОСТ

12.1.041-83. – Введ. 01.07.84. – М.: Изд-во стандартов, 1984. – 16 с.

2. Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Перечень регла-

ментированных в воздухе рабочей зоны вредных веществ». – Введ. 01.07.09.

– Минск: М-во здравоохранения Респ. Беларусь, 2009. – 148 с.